半導(dǎo)體行業(yè)“黑話”大全

聽過“Fabless、流片、MPW、CP……”嗎？如果你的反應(yīng)是“哇，這是什么高深莫測的學(xué)問？”那打開這篇文章，你就撿到寶了！半導(dǎo)體行業(yè)，一個充滿魔法和奧秘的世界，每天都在創(chuàng)造讓你手機更炫、電腦更快、車子更智能的神奇小芯片。而行業(yè)內(nèi)的“黑話”就像是行業(yè)巫師們之間的秘密信號，對外界來說像是咒語，但在“巫師”之間卻是日常的打招呼。

好啦，沒錯，這里就是一本半導(dǎo)體的“魔法書”，里面藏著這個行業(yè)的各種“魔法咒語”。不論你是想成為一名半導(dǎo)體“巫師”，還是僅僅想與朋友炫一炫新知，這篇文章你都不容錯過！

Foundry：即"Foundry"（或稱為“代工廠”）指的是為客戶提供半導(dǎo)體制造服務(wù)的公司。與擁有并運營自己的制造能力的集成設(shè)備制造商 (IDM) 不同，F(xiàn)oundry不涉及芯片的設(shè)計，而只負(fù)責(zé)根據(jù)客戶提供的設(shè)計進行生產(chǎn)。??

典型的Foundry模型是這樣的：芯片設(shè)計公司（可能是一個沒有自己的制造設(shè)施的小公司，或者是一個大型的公司選擇外包部分或所有制造工作）會創(chuàng)建一個芯片的設(shè)計，然后將這個設(shè)計交給代工廠進行制造。

臺積電 (TSMC)：全球最大的純粹代工廠。

流片：也可以被稱為“Tape out”，指的是“試生產(chǎn)”，就是說設(shè)計完電路以后，先生產(chǎn)幾片幾十片，供測試用。

當(dāng)我們說一個芯片設(shè)計已經(jīng)"流片"時，意味著該設(shè)計已經(jīng)完成，并且已經(jīng)被發(fā)送到代工廠進行制造。簡單來說，流片是從數(shù)字設(shè)計轉(zhuǎn)換為實際硅片的過程。

流片過程涉及以下幾個主要步驟：

①設(shè)計驗證：確保設(shè)計與其規(guī)格相符，并且沒有任何明顯的錯誤。

②物理驗證：檢查設(shè)計是否可以被成功地制造，包括DRC (Design Rule Check) 和LVS (Layout vs. Schematic) 檢查。

③生成掩膜數(shù)據(jù)：從設(shè)計數(shù)據(jù)生成用于光刻過程的掩膜。

④發(fā)送到代工廠：將最終的設(shè)計數(shù)據(jù)發(fā)送到半導(dǎo)體制造商或代工廠，開始生產(chǎn)過程。

完成流片后，代工廠會開始生產(chǎn)過程，并最終交付物理的芯片。

ASIC：(Application-Specific Integrated Circuit)是“應(yīng)用特定集成電路”的縮寫。顧名思義，它是為某一特定應(yīng)用或用途而設(shè)計的集成電路，而不是為了多種應(yīng)用或廣泛的目的。

與其他類型的集成電路相比，ASIC 通常在性能、功耗和/或尺寸方面具有優(yōu)勢，但設(shè)計和生產(chǎn)成本可能較高。是一種為專門目的而設(shè)計的集成電路，是指應(yīng)特定用戶要求和特定電子系統(tǒng)的需要而設(shè)計、制造的集成電路，需要從頭開始定制。

FULL MASK：是“全掩膜”的意思，即制造流程中的全部掩膜都為某個設(shè)計服務(wù)。

掩膜：在半導(dǎo)體制造中，掩膜是一個透明的片材（通常是玻璃或石英片），上面覆蓋有一層可以選擇性阻擋光線的圖案材料（如光阻）。它在光刻過程中起到關(guān)鍵作用，允許芯片制造商在硅片上選擇性地暴露特定區(qū)域，從而在該區(qū)域進行進一步的加工。掩膜用于光刻過程中，它允許制造商在硅片上選擇性地暴露特定區(qū)域以進行進一步的加工，如摻雜或沉積材料。

多層過程："全掩膜" (Full Mask 或 Full Mask Set) 在半導(dǎo)體制造中指的是為了生產(chǎn)一個特定的集成電路而需要的完整掩膜集合?，F(xiàn)代集成電路由多個層次組成，每一個層都需要一個或多個專用的掩膜來定義其模式。因此，為了制造一個完整的芯片，通常需要一系列掩膜。

成本：制作 Full Mask Set 是一個昂貴的過程，尤其是在先進的制程節(jié)點上。這是初創(chuàng)公司和小型設(shè)計團隊在選擇先進制程時需要考慮的一個主要成本。

設(shè)計到掩膜的轉(zhuǎn)換：設(shè)計團隊完成的電路設(shè)計最終會通過一系列的工具和步驟轉(zhuǎn)換成掩膜數(shù)據(jù)。這些步驟包括布局、物理驗證、掩膜制備等。

多版本問題：由于半導(dǎo)體設(shè)計的復(fù)雜性，可能需要多次迭代和修改設(shè)計，每次修改可能都需要新的掩膜集。因此，盡量減少錯誤和避免額外的掩膜制造是至關(guān)重要的。

MPW：也稱為多項目晶圓或共享晶圓服務(wù)，是一種用于減少半導(dǎo)體制造成本的策略，特別是對于小批量或試驗性的芯片設(shè)計。

將多個使用相同工藝的集成電路設(shè)計放在同一晶圓片上流片，制造完成后，每個設(shè)計可以得到數(shù)十片芯片樣品。由于半導(dǎo)體制造的高成本，許多公司和研究機構(gòu)可能無法承擔(dān)為其新的或試驗性芯片設(shè)計制造專用晶圓的費用。MPW服務(wù)允許多個客戶或項目共享同一塊晶圓，每個客戶只需要支付其設(shè)計占據(jù)的那部分的費用。

Shuttle：Shuttle服務(wù)在半導(dǎo)體界通常與MPW (Multi-Project Wafer) 服務(wù)相關(guān)，是指多個客戶或設(shè)計項目分享同一塊晶圓的服務(wù)。晶圓廠每年的固定時間會放出次年的MPW計劃表，各家公司根據(jù)直接的需求，報名上車即可。通常越先進的工藝，安排的MPW頻率越高，較成熟的大尺寸工藝，可能一年也安排不了一次。

MPW就是和別的廠家共享一張掩模版，而FULL MASK則是獨享一張掩膜版。主要的原因就是MASK（掩膜），比較貴，例如40nm的MASK大約在500萬左右，而28nm的MASK大約在1000萬左右，14nm的MASK大約在2500萬左右。MPW的問題就是，這個是按照面積來收錢的，例如在40nm的3mm*4mm 大約50萬人民幣等等。

如果芯片失敗，則MASK的錢就打水漂了，所以先做一次MPW也是分散風(fēng)險的方法。

Wafer：在半導(dǎo)體行業(yè)中，晶圓（Wafer）是整個芯片制造過程的基礎(chǔ)。它是一塊超薄的硅片，用于制造集成電路（IC）或芯片。以下是關(guān)于晶圓的一些核心信息：

材料：盡管"硅晶圓"是最常見的，但晶圓可以由其他材料制成，例如硅碳化物、硅鍺、鎵砷化合物等，具體取決于應(yīng)用。

尺寸：晶圓的直徑隨時間逐漸增大，從最初的幾厘米到現(xiàn)在的300mm或更大。增大晶圓尺寸可以提高生產(chǎn)效率，但也會增加制造的挑戰(zhàn)。

制造：晶圓是從硅晶體中切下來的。這個硅晶體（稱為錠）是在特殊的設(shè)備中通過拉晶等過程生長出來的。然后，這些錠被切成薄片，這些薄片就是我們稱之為的晶圓。

處理：一旦晶圓被切割并經(jīng)過必要的初步處理，如拋光，它們就會進入半導(dǎo)體制造設(shè)備進行多個制程步驟，包括沉積、蝕刻、離子植入和光刻。

集成電路：每個晶圓上都會生產(chǎn)成千上萬個芯片，具體數(shù)量取決于芯片的大小和晶圓的直徑。完成所有的制程步驟后，晶圓會被切割成單獨的芯片，然后進行封裝和測試。

缺陷：由于制造過程的復(fù)雜性，晶圓上的某些區(qū)域可能會有缺陷。這些缺陷的芯片在后續(xù)的測試中會被標(biāo)記出來并被丟棄。

總的來說，晶圓是半導(dǎo)體制造過程中最基礎(chǔ)的部分，它為芯片的生產(chǎn)提供了物理平臺。在這塊硅片上進行數(shù)百次的處理步驟后，會產(chǎn)生高度復(fù)雜的集成電路。

Die：?Wafer上的單個晶片晶圓體，俗稱裸片。在半導(dǎo)體行業(yè)中，Die（通常稱為“芯片”）是晶圓上切割下來的單獨的片段，其中包含一個完整的功能電路或系統(tǒng)。

定義：Die是從晶圓上切割出來的單獨的方形或矩形片段。每個Die都包含一個集成電路，這個電路設(shè)計完成特定的功能，例如微處理器、內(nèi)存、傳感器等。晶圓上的多個Die：一個晶圓通常包含數(shù)百或數(shù)千個Die，具體數(shù)量取決于Die的大小和晶圓的直徑。

?良品率：由于制造過程的缺陷或其他問題，不是每個Die都是完好的。良品率（或稱為收獲率）是指從一個晶圓中獲取的良好Die的百分比。

尺寸和形狀：Die的尺寸和形狀取決于其功能和設(shè)計。例如，一個高性能的微處理器Die可能比一個簡單的傳感器Die要大得多。

成本：Die的成本取決于其復(fù)雜性、所使用的技術(shù)節(jié)點、晶圓成本、良品率等多種因素。

簡而言之，Die是集成電路制造過程的最終產(chǎn)物，它包含了所有的晶體管、電路和連接，使其能夠完成預(yù)定的功能。這些Dies在進一步的封裝和測試后會被集成到各種電子產(chǎn)品中。

Chip：在電子和半導(dǎo)體行業(yè)中，"Chip" 是一個非常常見的術(shù)語，指的是集成電路（Integrated Circuit, IC）的另一種叫法。Chip 是包含成千上萬、甚至是數(shù)十億晶體管的小型半導(dǎo)體設(shè)備，能夠執(zhí)行各種電子任務(wù)和功能，即封裝后的芯片。

Yield：即良率，就是完成所有工藝步驟后測試合格的芯片的數(shù)量與整片晶圓上的有效芯片的比值。芯片有一定幾率失效，芯片越大，失效的幾率也越大。

CP:?英文全稱Circuit Probing、Chip Probing，也稱為晶圓測試，測試對象是針對整片wafer中的每一個Die，目的是確保整片wafer中的每一個Die都能基本滿足器件的特征或者設(shè)計規(guī)格書，通常包括電壓、電流、時序和功能的驗證?？梢杂脕頇z測fab廠制造的工藝水平。

FT：英文全稱Final Test，是芯片出廠前的最后一道攔截。測試對象是針對封裝好的chip，CP測試之后會進行封裝，封裝之后進行FT測試?？梢杂脕頇z測封裝廠的工藝水平。

Wafer out：指wafer在fab（晶圓廠）完成了生產(chǎn)，設(shè)計的集成電路已制造在硅基上，即將開始封裝測試的階段。

Wire Bonding：即打線(壓焊，也稱為綁定，鍵合，絲焊)是指使用金屬絲(金線、鋁線等)，利用熱壓或超聲能源，完成固態(tài)電路內(nèi)部接線的連接，即芯片與電路或引線框架之間的連接。

Flipchip：Flip chip又稱倒裝片，是在I/Opad上沉積錫鉛球，然后將芯片翻轉(zhuǎn)加熱利用熔融的錫鉛球與陶瓷基板相結(jié)合。

如果用流片（Tape Out）作為芯片驗證的節(jié)點，則可分為流片前驗證和流片后驗證。

流片前驗證：叫做 Pre-Silicon驗證，是指基于各種仿真平臺 （FPGA，PXP，HAPS，ZeBU 等）和 Bit File 驗證芯片的功能、性能、功耗是否滿足設(shè)計目標(biāo)，為流片做準(zhǔn)備。

流片后驗證：叫做 Post-Silicon 驗證，是指 Foundry 已經(jīng)完成工程樣片的制作，工程團隊拿到了工程樣片，并對工程樣片進行驗證，以確定樣片是否符合設(shè)計目標(biāo)，為芯片量產(chǎn)做準(zhǔn)備。